新型光伏併網逆變器電壓型控制方法
2023-09-21 22:21:30 1
新型光伏併網逆變器電壓型控制方法
【專利摘要】新型光伏併網逆變器電壓型控制方法，涉及一種併網逆變器電壓型控制方法。為了解決現有電壓控制型逆變器併網功率易受電網波動影響，無法直流母線電壓穩定的問題。本方法包括如下步驟：步驟一：將閉環反饋控制方法引入到下垂控制中，增加功率環，經拉普拉斯變換後，獲得下垂曲線U0的平移量△U0和逆變器額定輸出頻率f0的平移量△f0，步驟二：將下垂曲線U0的平移量△U0和逆變器額定輸出頻率f0的平移量△f0分別疊加到新型光伏併網逆變器電壓型的併網下垂方程，並簡化後獲得方程，並將簡化後獲得方程中的功率環替換為直流母線電壓環，完成光伏併網逆變器對直流母線電壓的控制。本發明主要應用在併網逆變器上。
【專利說明】新型光伏併網逆變器電壓型控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種併網逆變器電壓型控制方法。
【背景技術】
[0002]併網有功功率通過逆變器輸出電壓幅值調節，併網無功功率通過逆變器相位來調節，因此，電壓控制型逆變器併網時的輸出功率方程與逆變器並聯下垂控制類似。傳統下垂控制忽略了線路阻抗中的阻性成分，認為傳輸線路以感性為主。而低壓電力傳輸線以阻性為主，因此，可以得到逆變器的電壓型併網下垂方程
[0003]U = U0-kp (P-P0)(I)
[0004]f = f0+kq (Q-Q0)(2)
[0005]式中，U為逆變器輸出電壓幅值參考值，f為逆變器輸出頻率參考值，f0為逆變器額定輸出頻率，U0為逆變器額定輸出電壓幅值，kp為逆變器輸出有功功率的下垂係數，kq為逆變器輸出無功功率的下垂係數，P為逆變器輸出的有功功率，Q為逆變器輸出的無功功率，匕為逆變器輸出的額定有功功率，Q0為逆變器輸出的額定無功功率。
[0006]當下垂方程不變時，無功功率與電網頻率呈線性關係，若電網頻率發生波動，無功功率將隨之發生偏移。另外，因為傳輸線路阻抗上存在壓降，並聯繫統的電壓幅值不可能是處處一致的。逆變器輸出端電壓不會與電網強制相等，而是與電網電壓、阻抗大小等多種因素有關。由於阻抗壓降的作用，即使電網為額定值，輸出的有功功率也不等於所期望的，而電網電壓在額定點附近的波動會進一步導致有功功率的偏移。因此，要想克服電網頻率波動的影響(保持輸出無功功率穩定)並希望有功功率能穩定控制在期望值，則必須改變下垂控制方程。
[0007]在兩級式光伏併網逆變器中，後級逆變器下垂控制的Ptl應始終等於Boost變換器輸出的光伏陣列最大功率PPV，而Qtl始終為O。然而光伏陣列的輸出功率Ppv —直在變化，若後級逆變器輸出功率不變，會造成前後級輸出功率的不平衡，引起系統的不穩定，觸發直流母線電壓的過壓/欠壓保護。因此，此時應平移P-U下垂曲線，使前、後兩級輸出功率保持平衡。
【發明內容】
[0008]本發明為了解決現有電壓控制型逆變器併網功率易受電網波動影響，無法直流母線電壓穩定的問題，本發明提供了一種新型光伏併網逆變器電壓型控制方法。
[0009]新型光伏併網逆變器電壓型控制方法，它包括下垂控制方法，所述的下垂控制方法包括如下步驟:
[0010]步驟一:將閉環反饋控制方法引入到下垂控制中，增加功率環，經拉普拉斯變換後，獲得下垂曲線U0的平移量Λ U0和逆變器額定輸出頻率&的平移量Λ f0,
[0011]步驟二:將下垂曲線U0的平移量Λ U0和逆變器額定輸出頻率&的平移量Λ f0分別疊加到新型光伏併網逆變器電壓型的併網下垂方程，並簡化後獲得方程，
【權利要求】
1.新型光伏併網逆變器電壓型控制方法，其特徵在於，它包括下垂控制方法，所述的下垂控制方法包括如下步驟: 步驟一:將閉環反饋控制方法引入到下垂控制中，增加功率環，經拉普拉斯變換後，獲得下垂曲線U0的平移量Λ U0和逆變器額定輸出頻率&的平移量Λ f0, 步驟二:將下垂曲線U0的平移量Λ U0和逆變器額定輸出頻率&的平移量Λ f0分別疊加到新型光伏併網逆變器電壓型的併網下垂方程，並簡化後獲得方程，
將公式(7)和(8)中的功率環替換為直流母線電壓環，獲得
完成光伏併網逆變器對直流母線電壓的控制； 其中，UD。為直流母線電壓，Ulltof為直流母線電壓給定值，U為逆變器輸出電壓幅值參考值，f為逆變器輸出頻率參考值，Utl為逆變器額定輸出電壓幅值，P為逆變器輸出的有功功率，Q為逆變器輸出的無功功率，kpp和kip分別為P-U下垂控制環PI調節器的比例、積分係數，kpq和kiq分別為Q-f下垂控制環PI調節器的比例、積分係數，s為復變量，Ppv為光伏陣列最大功率。
2.根據權利要求1所述的新型光伏併網逆變器電壓型控制方法，其特徵在於，所述新型光伏併網逆變器的電壓型併網下垂方程為: U = Vkp(P-P0) (I), f = f0+kq (Q-Q0)(2)， 其中，kp為逆變器輸出有功功率的下垂係數，kq為逆變器輸出無功功率的下垂係數，Q0為逆變器輸出的額定無功功率，P0為逆變器輸出的額定有功功率。
3.根據權利要求1所述的新型光伏併網逆變器電壓型控制方法，其特徵在於，所述下垂曲線Utl的平移量Λ U0和逆變器額定輸出頻率&的平移量Λ f0中，
4.根據權利要求1所述的新型光伏併網逆變器電壓型控制方法，其特徵在於，將下垂曲線U0的平移量Λ U0和&的平移量Λ f0分別疊加到新型光伏併網逆變器電壓型的併網下垂方程中，獲得方程:
然後將上述兩個方程進行簡化處理，獲得公式(7)和(8)。
【文檔編號】H02M7/48GK104135033SQ201410421837
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】王衛, 劉鴻鵬, 劉桂花, 王盼寶, 佟雲劍, 徐殿國 申請人:哈爾濱工業大學